KR100936019B1 - Driving apparatus and method for motor of treadmill - Google Patents

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Abstract

본 발명은 결선 절체시 발생하는 토크 왜곡 및 과전류를 방지할 수 있는 트레드밀의 모터 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving apparatus and method for a treadmill that can prevent torque distortion and overcurrent generated during wiring switching.

본원의 제1 발명에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치는, 3상 유도 전동기로 구성된 트레드밀의 모터 구동 장치에 있어서, 와이 결선 구성 및 델타 결선 구성 중 어느 하나의 제1 결선 구성을 가지는 결선부; 상기 트레드밀의 속도를 검출하는 속도 검출부; 상기 트레드밀의 부하를 감지하는 부하 감지부; 상기 결선부의 제1 결선 구성과 상기 속도 검출부에 의해 감지된 속도의 적합 여부를 판단하여, 부적합시 상기 부하 감지부의 부하 감지 결과에 따라 부하 최저 시점에서 상기 결선부의 결선 구성을 다른 어느 하나의 결선 구성으로 절체하기 위한 절체 신호를 상기 결선부에 공급하는 컨트롤러를 포함한다.The motor drive device of the treadmill according to the first invention of the present application, the motor drive device of the treadmill composed of a three-phase induction motor, comprising: a connection portion having a first connection configuration of any one of a wire connection configuration and a delta connection configuration; A speed detector for detecting a speed of the treadmill; A load detector for detecting a load of the treadmill; It is determined whether the first connection configuration of the connection unit and the speed detected by the speed detection unit are suitable, and when the non-compliance is determined, the connection configuration of the connection unit is different from the connection configuration of the connection unit at the lowest load point according to the load detection result of the load detection unit. And a controller for supplying a switching signal for switching to the connection part.

Description

트레드밀의 모터 구동 장치 및 방법{DRIVING APPARATUS AND METHOD FOR MOTOR OF TREADMILL}Treadmill motor driving device and method {DRIVING APPARATUS AND METHOD FOR MOTOR OF TREADMILL}

본 발명은 트레드밀의 모터에 관한 것으로, 특히 결선 절체시 발생하는 토크 왜곡 및 과전류를 방지할 수 있는 트레드밀의 모터 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor of a treadmill, and more particularly, to a motor driving device and a method of a treadmill capable of preventing torque distortion and overcurrent generated when wiring is changed.

AC 모터(교류 전동기)는 교류 전원에서 전력을 받아 회전하는 전동기로서, 고정자의 권선에 교류를 공급하여 발생하는 자장의 변화에 의해 회전자에 전류가 유도됨으로써 회전력이 발생한다. AC 모터는 크게 유도 전동기와 동기 전동기로 분류되며, 이 중 유도 전동기는 구조가 간단하고 튼튼하면서도 가격이 저렴하고 전원에 바로 연결할 수 있어 현재 가장 널리 이용되고 있다.An AC motor (AC motor) is an electric motor that receives electric power from an AC power source and rotates. The AC motor (AC motor) generates a rotational force by inducing a current to the rotor by a change in the magnetic field generated by supplying alternating current to the windings of the stator. AC motors are largely classified into induction motors and synchronous motors. Among them, induction motors are the most widely used because they are simple in structure, robust, inexpensive, and directly connected to a power source.

유도 전동기는 단상 유도 전동기와 3상 유도 전동기로 구분되는데, 3상 유도 전동기는 단상 유도 전동기에 비해 회전자계를 얻기 쉬우면서도 구조가 간단하며 효율이 높아 주로 용량이 큰 모터에 사용된다.Induction motors are classified into single-phase induction motors and three-phase induction motors. Three-phase induction motors are easy to obtain a rotating magnetic field compared to single-phase induction motors, but have a simple structure and high efficiency.

요즘, 널리 이용되고 있는 트레드밀(Treadmill)은 대부분 이러한 3상 유도 전동기를 사용하여 제조된다. 트레드밀은 벨트로 된 바닥을 모터로 회전시키고 벨트 위에서 걷거나 뛸 수 있는 장치로, 흔히 런닝 머신(Running Machine)이라고도 불리운다.Treadmills that are widely used nowadays are mostly manufactured using such three-phase induction motors. A treadmill is a device that can rotate a belt bottom with a motor and walk or run on the belt. It is also called a running machine.

3상 유도 전동기는 와이(Y) 결선이나 델타(Δ) 결선을 이용하여 구동되는데, 트레드밀에 와이 결선을 이용한 3상 유도 전동기가 사용되는 경우, 델타 결선에 비해 기동 전류가 적게 소모되는 장점이 있다. 하지만, 와이 결선의 3상 유도 전동기는 델타 결선에 비해 기동 전류가 적게 소모되는 만큼 기동 토크(Torque) 또한 델타 결선에 비해 작다. 따라서, 와이 결선의 3상 유도 전동기를 사용한 종래 트레드밀의 모터는 고속으로 동작하는 경우 토크가 부족하게 되는 문제점이 있다.Three-phase induction motors are driven by using a Y (Y) connection or a delta (Δ) connection. When a three-phase induction motor using a wire connection is used for the treadmill, the starting current is reduced compared to the delta connection. . However, the three-phase induction motor of the wire connection consumes less starting current than the delta connection, so the starting torque is also smaller than that of the delta connection. Therefore, the conventional treadmill motor using the three-phase induction motor of the wire connection has a problem that the torque is insufficient when operating at high speed.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 3상 유도 전동기를 이용하는 트레드밀 모터의 결선 방법을 와이 결선 구성과 델타 결선 구성을 병용하는 방식이 적용되었다. 이 방식에 따르면, 트레드밀의 속도가 낮은 경우에는 와이 결선 구성을 이용하고, 트레드밀의 속도가 높은 경우에는 델타 결선 구성을 이용한다. 하지만, 이 방식의 경우, 트레드밀에 가해지는 부하, 즉 사용자의 발디딤 등에 의해 트레드밀이 받는 힘이 가장 큰 시점에 결선 구성을 절체하게 되면 토크 왜곡 및 과전류가 발생하는 문제점이 있다.In order to solve this problem, the connection method of the treadmill motor using a three-phase induction motor using a wire connection and a delta connection is used. According to this method, the wire connection configuration is used when the treadmill speed is low, and the delta connection configuration is used when the treadmill speed is high. However, in this method, when the wiring configuration is switched at the point where the load applied to the treadmill, that is, the treadmill's force due to the user's footing, is the greatest, there is a problem in that torque distortion and overcurrent occur.

도 1은 이러한 문제점을 설명하기 위한 도면으로, 종래기술에 따른 토크 및 출력 전류 파형도로서, 부하의 최고 시점에서 결선 구성의 절체가 이루어진 경우, 토크 및 출력 전류 파형을 나타내고 있다. 이때, 부하의 최고 시점은 토크의 최고점과 동일한 시점이다.FIG. 1 is a diagram for explaining such a problem, and is a torque and output current waveform diagram according to the prior art, and illustrates the torque and output current waveform when the wiring configuration is switched at the highest point of the load. At this time, the highest point of load is the same point of time as the highest point of torque.

도 1을 참조하면, 부하의 최고 시점(A)에 결선 구성이 절체되는 경우, 토크 왜곡(B)과 과전류(C)가 발생하게 됨을 알 수 있다. 토크 왜곡(B)은 트레드밀을 사용하는 사용자의 승차감을 저하시키고, 과전류(C)는 차단기를 작동하게 하여 트레드밀의 동작을 급정지시키게 된다.Referring to FIG. 1, when the wiring configuration is switched at the highest point A of the load, it can be seen that the torque distortion B and the overcurrent C occur. The torque distortion B lowers the ride comfort of the user who uses the treadmill, and the overcurrent C causes the breaker to operate to suddenly stop the operation of the treadmill.

이와 같이 종래의 트레드밀에서는 결선 절체시 발생하는 토크 왜곡 및 과전류가 큰 문제점이 되고 있다.As described above, in the conventional treadmill, the torque distortion and the overcurrent generated when the wiring is switched are a big problem.

따라서, 본 발명의 목적은 결선 절체시 발생하는 토크 왜곡 및 과전류를 방지할 수 있는 트레드밀의 모터 구동 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for driving a motor of a treadmill that can prevent torque distortion and overcurrent generated during wiring switching.

본원의 제1 발명에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치는, 3상 유도 전동기로 구성된 트레드밀의 모터 구동 장치에 있어서, 와이 결선 구성 및 델타 결선 구성 중 어느 하나의 제1 결선 구성을 가지는 결선부; 상기 트레드밀의 속도를 검출하는 속도 검출부; 상기 트레드밀의 부하를 감지하는 부하 감지부; 상기 결선부의 제1 결선 구성과 상기 속도 검출부에 의해 감지된 속도의 적합 여부를 판단하여, 부적합시 상기 부하 감지부의 부하 감지 결과에 따라 부하 최저 시점에서 상기 결선부의 결선 구성을 다른 어느 하나의 결선 구성으로 절체하기 위한 절체 신호를 상기 결선부에 공급하는 컨트롤러를 포함한다.The motor drive device of the treadmill according to the first invention of the present application, the motor drive device of the treadmill composed of a three-phase induction motor, comprising: a connection portion having a first connection configuration of any one of a wire connection configuration and a delta connection configuration; A speed detector for detecting a speed of the treadmill; A load detector for detecting a load of the treadmill; It is determined whether the first connection configuration of the connection unit and the speed detected by the speed detection unit are suitable, and when the non-compliance is determined, the connection configuration of the connection unit is different from the connection configuration of the connection unit at the lowest load point according to the load detection result of the load detection unit. And a controller for supplying a switching signal for switching to the connection part.

본원의 제2 발명에 따른 트레드밀의 모터 구동 방법은, 3상 유도 전동기로 구성되는 트레드밀의 모터 구동 방법에 있어서, 와이 결선 구성 및 델타 결선 구성 중 어느 하나의 제1 결선 구성으로 상기 트레드밀 모터를 구동하는 제1 단계; 상기 트레드밀 모터의 속도를 검출하여, 상기 속도와 상기 제1 결선 구성의 적합 여부를 판단하는 제2 단계; 상기 트레드밀 모터의 부하를 감지하여, 상기 부하가 최저 시점인지 판단하는 제3 단계; 상기 부하 감지 결과에 따른 부하 최저 시점에 상기 제1 결선 구성으로 공급되는 인버터의 출력을 차단하는 제4 단계; 및 상기 제1 결선 구성을 상기 와이 결선 구성 및 델타 결선 구성 중 다른 하나의 결선 구성으로 절체하는 제5 단계를 포함한다.A motor driving method of a treadmill according to the second invention of the present application is a motor driving method of a treadmill composed of a three-phase induction motor, wherein the treadmill motor is driven by a first connection configuration of any one of a wire connection configuration and a delta connection configuration. A first step of doing; Detecting a speed of the treadmill motor to determine whether the speed is suitable for the first connection configuration; Detecting a load of the treadmill motor and determining whether the load is a minimum time point; A fourth step of blocking an output of the inverter supplied to the first wiring configuration at the load lowest time according to the load detection result; And a fifth step of transferring the first connection configuration to the other one of the wire connection configuration and the delta connection configuration.

바람직하게는, 상기 제4단계와 상기 제5단계의 사이에 상기 트레드밀 모터의 V/F 패턴을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the method may further include adjusting a V / F pattern of the treadmill motor between the fourth step and the fifth step.

본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치 및 방법에 따르면, 트레드밀의 속도와 함께 트레드밀의 부하를 감지하여 부하의 최저 시점에서 결선 구성을 절체하기 때문에 결선 구성 절체시 발생하는 토크 왜곡 및 과전류를 방지할 수 있어 트레드밀의 구동이 안정적이고 사용자의 승차감이 향상된다.According to the motor driving apparatus and method of the treadmill according to an embodiment of the present invention, the torque distortion and overcurrent generated when switching the wiring configuration is changed because the connection configuration is switched at the lowest point of the load by detecting the load of the treadmill together with the speed of the treadmill. It is possible to prevent the treadmill from driving stable and improve the riding comfort of the user.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치 구성도이다.2 is a configuration diagram of a motor driving device of a treadmill according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치는 상용전원(210)을 인가받아 교류를 직류로 변환하는 컨버터(220), 직류를 교류로 변환하여 출력하는 인버터(230), 부하를 포함하는 결선부(240) 및 인버터(230)와 결선부의 절체를 제어하는 컨트롤러(250)를 포함한다.2, the motor driving device of the treadmill according to an embodiment of the present invention is a converter 220 for converting AC into direct current by receiving a commercial power source 210, inverter 230 for converting and converting direct current into AC The controller includes a connection part 240 including a load and an inverter 230 and a controller 250 for controlling the switching of the connection part.

결선부(240)는 인버터(230)의 출력단에 접속된 3상 라인(241a, 241b, 241c), 부하부(243), 결선 절체부(245), 3상 델타(Δ) 라인(247a, 247b, 247c) 및 3상 와이(Y) 라인(249a, 249b, 249c)을 포함한다.The connection part 240 includes three phase lines 241a, 241b and 241c connected to the output terminal of the inverter 230, a load part 243, a connection switching part 245, and a three phase delta (Δ) line 247a and 247b. 247c and three-phase Y lines 249a, 249b, and 249c.

도 3a는 본 발명에 따른 부하부(243)의 와이 결선도이고, 도 3b는 도 3a에 의한 와이 결선의 간략 도면이다. 3A is a wire connection diagram of the load unit 243 according to the present invention, and FIG. 3B is a simplified view of the wire connection according to FIG. 3A.

도 3a를 참조하면, 결선 절체부(245)의 각 스위치가 3상 와이(Y) 라인(249a, 249b, 249c)에 접속된다. 일반적으로 와이 결선은 모터의 저속 구동에 사용되기 때문에, 트레드밀이 저속으로 구동되는 경우, 결선부(240)는 와이 결선 형태로 구성된다.Referring to FIG. 3A, each switch of the connection switching unit 245 is connected to three-phase Y lines 249a, 249b, and 249c. In general, since the wire connection is used to drive the motor at low speed, when the treadmill is driven at a low speed, the connection part 240 is configured as a wire connection.

도 4a는 본 발명에 따른 부하부(243)의 델타 결선도이고, 도 4b는 도 4a에 의한 델타 결선의 간략 도면이다.4A is a delta connection diagram of the load unit 243 according to the present invention, and FIG. 4B is a simplified diagram of the delta connection according to FIG. 4A.

도 4a를 참조하면, 결선 절체부(245)의 각 스위치가 3상 델타(Δ) 라인(247a, 247b, 247c)에 접속된다. 일반적으로 델타 결선은 모터의 고속 구동에 사용되기 때문에, 트레드밀이 고속으로 구동되는 경우, 결선부(240)는 델타 결선 형태로 구성된다.Referring to FIG. 4A, each switch of the connection switching unit 245 is connected to three-phase delta (Δ) lines 247a, 247b, and 247c. In general, since the delta connection is used to drive the motor at high speed, when the treadmill is driven at a high speed, the connection part 240 is configured in a delta connection form.

컨트롤러(250)는 속도검출센서 등을 포함하는 외부의 속도 검출부(260)에 의 해 검출된 트레드밀의 속도와, 인버터(230)로부터 출력되는 전류의 크기를 인가받고, 인버터(230)의 V/F 패턴을 조정하며, 결선 절제부(245)에 절체 신호를 공급한다.The controller 250 receives the speed of the treadmill detected by the external speed detector 260 including the speed detection sensor and the like, and the magnitude of the current output from the inverter 230. The F pattern is adjusted and a switching signal is supplied to the wiring cutout 245.

즉, 컨트롤러(250)는 트레드밀의 속도에 따라 결선 절체를 실행할 수 있도록 한다. 한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 트레드밀의 속도는 트레드밀의 풀리에 엔코더를 설치하여 검출할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 트레드밀의 속도는 모터의 일측에 엔코더를 설치하여 검출할 수 있다. In other words, the controller 250 enables the wire switching to be executed according to the speed of the treadmill. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the speed of the treadmill can be detected by installing an encoder on the pulley of the treadmill. According to another embodiment of the present invention, the speed of the treadmill can be detected by installing an encoder on one side of the motor.

또한, 트레드밀의 부하 감지는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 부하 감지부로서 인버터(230)의 출력단에 CT(260)를 설치하여 인버터(230)의 출력 전류 크기를 검출함으로써 부하의 크기를 감지할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 부하 감지부로서 인버터의 하단 스위칭소자에 션트 저항을 설치하고 션트 저항의 양단 전압을 검출함으로써 부하의 크기를 감지할 수 있다.In addition, load sensing of the treadmill can be performed in a variety of ways. According to an embodiment of the present invention, by installing the CT 260 in the output terminal of the inverter 230 as a load sensing unit it can detect the size of the load by detecting the output current size of the inverter 230. According to another embodiment of the present invention, as the load sensing unit, the magnitude of the load may be sensed by installing a shunt resistor on the lower switching element of the inverter and detecting a voltage across the shunt resistor.

이와 같은 방식으로 트레드밀의 부하, 즉 사용자의 발디딤 등에 의해 트레드밀에 가해지는 힘을 감지함으로써 부하가 작은 시점에 컨트롤러(250)는 결선 절체를 위한 절체 신호를 결선 절체부(245)에 제공한다. In this way, by detecting the load on the treadmill, i.e., the force applied to the treadmill by the user's footsteps, the controller 250 provides a switching signal for the connection switching to the connection switching unit 245 when the load is small.

이러한 구성에 의해, 본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치는 트레드밀의 속도에 따라 와이 결선 또는 델타 결선 형태로 구성되기 때문에 토크를 효율적으로 발생시킴과 아울러 트레드밀의 부하가 가장 적은 시점에 결선 절체가 실행되도록 함으로써 결선 절체시 토크 왜곡과 과전류 발생을 방지할 수 있 다.With this configuration, since the motor driving device of the treadmill according to the embodiment of the present invention is configured in the form of a wire connection or a delta connection according to the speed of the treadmill, the torque is generated efficiently and the connection is performed when the load of the treadmill is the least. By enabling the transfer, torque distortion and overcurrent can be prevented during the transfer.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 결선 절체 흐름도이다.5 is a flow chart of the motor connection of the treadmill according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 트레드밀의 모터는 제1 결선 구성으로 구동을 유지한다(S1). 이때, 제1 결선 구성은 트레드밀의 속도에 따라 와이 결선일 수도 있고, 델타 결선일 수도 있으며, 트레드밀이 기동되는 시점이라면 제1 결선 구성은 와이 결선이 된다. 와이 결선 또는 델타 결선을 사용하는 속도 범위는 다양하게 설정될 수 있으며, 낮은 속도에서 와이 결선을 사용하고, 와이 결선의 사용 속도 범위보다 높은 속도에서 델타 결선을 사용한다. 예를 들어, 기준 속도가 110Hz로 설정되어 있는 경우, 110Hz보다 낮거나 같은 속도에서는 와이 결선 방식을 이용하고, 110Hz보다 높은 속도에서는 델타 결선 방식을 이용한다.Referring to FIG. 5, the motor of the treadmill maintains driving in the first connection configuration (S1). In this case, the first connection configuration may be a wire connection or a delta connection depending on the speed of the treadmill, and the first connection configuration may be a wire connection when the treadmill is activated. The speed range using the wire connection or the delta connection can be set in various ways. Use the wire connection at a lower speed and use the delta connection at a speed higher than the use speed range of the wire connection. For example, when the reference speed is set to 110 Hz, the Wi-Fi connection method is used at a speed lower than or equal to 110 Hz, and a delta connection method is used at a speed higher than 110 Hz.

운전 중에는 트레드밀의 속도가 감지되어, 트레드밀의 현재 속도가 현재 결선 구성에 적합한지의 여부를 판단한다(S2). 이때, 현재 속도와 결선 구성이 적합한 경우, 현재의 결선 구성을 유지한다(S1).During operation, the speed of the treadmill is sensed to determine whether the current speed of the treadmill is suitable for the current wiring configuration (S2). At this time, if the current speed and the connection configuration is suitable, the current connection configuration is maintained (S1).

반면, 현재 속도와 현재 결선 구성이 적합하지 않으면, 트레드밀에 가해지는 부하를 감지하여 부하가 최저인지 판단한다(S3). On the other hand, if the current speed and the current wiring configuration is not suitable, the load applied to the treadmill is sensed to determine whether the load is the lowest (S3).

부하가 최저인 시점이면, 인버터의 출력을 차단하나(S4), 부하가 최저인 시점이 아니면, 제1 결선 구성을 유지한다(S1). If the load is the lowest point, the output of the inverter is cut off (S4). If the load is not the lowest point, the first wiring configuration is maintained (S1).

인버터의 출력을 차단하면, V/F 패턴을 조정한다(S5). 즉, 와이 결선에서 델타 결선으로 절체하는 경우, 내부 저항이 1/3로 감소하여 와이 결선시의 전압을 인가하면 전류가 3배 증가하게 되므로, 저항치 변동에 대응하도록 V/F 패턴을 조정한다. 역으로, 델타 결선에서 와이 결선으로 절체하는 경우, 내부 저항이 3배로 증가하여 델타 결선시의 전압을 인가하면 전류가 1/3로 감소하므로, 이 또한, 저항치 변동에 대응하도록 V/F 패턴을 조정한다.When the output of the inverter is cut off, the V / F pattern is adjusted (S5). In other words, when switching from the wire connection to the delta connection, the internal resistance decreases to 1/3, and the current increases by three times when the voltage at the wire connection is applied. Therefore, the V / F pattern is adjusted to correspond to the resistance variation. On the contrary, when switching from delta connection to wire connection, the internal resistance is tripled and the current decreases by 1/3 when the voltage at the delta connection is applied. Adjust

V/F 패턴을 조정한 후, 컨트롤러가 결선 절체부에 절체 신호를 공급하여 제2 결선 구성으로 절체하고(S6), 인버터의 출력을 재개하며(S7), 절체된 결선 구성에 의해 트레드밀의 모터를 구동한다(S8).After adjusting the V / F pattern, the controller supplies the switching signal to the wiring transfer part to switch to the second connection configuration (S6), resumes output of the inverter (S7), and the motor of the treadmill by the switched connection configuration. Drive (S8).

한편, 부하가 최고인 시점, 즉 사용자가 트레드밀의 벨트에 발을 디딜 때 결선을 절체하면, 과전류가 발생하여 차단기에 의한 트립으로 트레드밀의 운전이 정지되거나 토크의 왜곡으로 인해 사용자의 승차감이 저하된다. 따라서, 부하를 측정하여 부하가 가장 작은 시점, 즉 피크 부하 시점에서 다음에 연속되는 피크 부하 시점 사이에 결선 절체를 실행한다.On the other hand, if the connection is switched when the load is the highest, that is, when the user steps on the belt of the treadmill, an overcurrent occurs and the operation of the treadmill is stopped due to a trip by the breaker or the user's riding comfort is reduced due to the torque distortion. Therefore, the load is measured to perform the wiring transfer between the smallest point of time, that is, from the peak load time point to the next consecutive peak load time point.

결선 절체에 적합한 시점은 아래 식으로 표현될 수 있다.The time point suitable for wiring transfer can be expressed by the following equation.

Figure 112007085821971-pat00001
Figure 112007085821971-pat00001

여기서, 1차 피크 부하 시점이란 결선 절체가 필요하다고 판단되는 속도에서의 부하 최고 시점을 의미하며, 2차 피크 부하 시점은 1차 피크 부하 시점 다음에 연속되는 부하 최고 시점을 의미한다.Here, the first peak load point of time means the highest point of load at a speed that is determined to require wiring switching, and the second peak load point of time refers to the highest point of load subsequent to the first peak load point of time.

도 6은 본 발명에 따른 결선 절체시 토크 및 출력 전류 파형도이다.Figure 6 is a torque and output current waveform diagram when switching the connection according to the invention.

이때, 부하의 최고 시점은 토크의 최고점과 동일한 시점이다.At this time, the highest point of load is the same point of time as the highest point of torque.

도 6과 같이 수학식 1을 통한 부하의 최저 시점(D)에 결선 구성이 절체되면, 절체 시점에서 종래의 도 1에 도시된 바와 같은 토크 왜곡(B)이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 순간적인 과전류(도 1의 C)로 인한 트립도 발생하지 않기 때문에, 트레드밀이 안정적으로 구동되고 승차감이 개선된다.When the wiring configuration is switched at the lowest point D of the load through Equation 1 as shown in FIG. 6, not only the torque distortion B as shown in FIG. Since no trip occurs due to (C in Fig. 1), the treadmill is driven stably and the riding comfort is improved.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치 및 방법에 따르면, 트레드밀의 속도에 적합한 결선 구성으로 변환이 가능하기 때문에 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있어 효과적이며, 트레드밀의 부하를 감지하여 부하의 최저 시점에 결선을 절체하므로 종래에 결선 절체시 발생하였던 토크 왜곡이나 과전류가 방지됨으로써 트레드밀의 구동이 안정적임과 동시에 승차감이 향상된다.As described above, according to the motor driving apparatus and method of the treadmill according to the embodiment of the present invention, since it is possible to convert to a wiring configuration suitable for the speed of the treadmill, it is possible to efficiently generate torque and is effective. Since the wiring is switched at the lowest point of time, the torque distortion and the overcurrent that have occurred during the conventional wiring switching are prevented, so that the driving of the treadmill is stable and the riding comfort is improved.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

도 1은 종래기술에 따른 토크 및 출력 전류 파형도,1 is a torque and output current waveform diagram according to the prior art,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 구동 장치 구성도,2 is a configuration diagram of a motor driving device of a treadmill according to an embodiment of the present invention;

도 3a는 본 발명에 따른 부하부의 와이 결선도,3a is a wire connection diagram of a load unit according to the present invention;

도 3b는 도 3a에 의한 와이 결선의 간략도, Figure 3b is a simplified diagram of the wire connection according to Figure 3a,

도 4a는 본 발명에 따른 부하부의 델타 결선도,4A is a delta connection diagram of a load unit according to the present invention;

도 4b는 도 4a에 의한 델타 결선의 간략도,Figure 4b is a simplified diagram of the delta connection according to Figure 4a,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 트레드밀의 모터 결선 절체 흐름도, 및5 is a flow diagram of the motor connection of the treadmill according to an embodiment of the present invention, and

도 6은 본 발명에 따른 결선 절체시 토크 및 출력 전류 파형도.Figure 6 is a torque and output current waveform diagram when switching the connection according to the invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

210 : 상용전원 220 : 컨버터210: commercial power 220: converter

230 : 인버터 240 : 결선부230: inverter 240: connection part

250 : 컨트롤러 260 : 부하 감지부(CT)250: controller 260: load detection unit (CT)

270 : 속도 검출부270 speed detection unit

Claims (9)

3상 유도 전동기로 구성된 트레드밀의 모터 구동 장치에 있어서,In the motor drive device of the treadmill composed of a three-phase induction motor, 와이 결선 구성 및 델타 결선 구성 중 어느 하나의 제1 결선 구성을 가지는 결선부;A connection unit having a first connection configuration of any one of a Y connection configuration and a delta connection configuration; 상기 트레드밀의 속도를 검출하는 속도 검출부;A speed detector for detecting a speed of the treadmill; 상기 트레드밀의 부하를 감지하는 부하 감지부;A load detector for detecting a load of the treadmill; 상기 결선부의 제1 결선 구성과 상기 속도 검출부에 의해 감지된 속도의 적합 여부를 판단하여, 부적합시 상기 부하 감지부의 부하 감지 결과에 따라 부하 최저 시점에서 상기 결선부의 결선 구성을 다른 어느 하나의 결선 구성으로 절체하기 위한 절체 신호를 상기 결선부에 공급하는 컨트롤러It is determined whether the first connection configuration of the connection unit and the speed detected by the speed detection unit are suitable, and when the non-compliance is determined, the connection configuration of the connection unit is different from the connection configuration of the connection unit at the lowest load point according to the load detection result of the load detection unit. Controller for supplying a switching signal for switching to the connection portion 를 포함하는 트레드밀의 모터 구동 장치.Motor drive device of the treadmill comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 부하 최저 시점은 하기 수학식에 따른 결선 절체 시점인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 모터 구동 장치.The minimum load time point of the treadmill motor drive device, characterized in that the wiring transfer time in accordance with the following equation.
Figure 112007085821971-pat00002
Figure 112007085821971-pat00002
여기서, 상기 1차 피크 부하 시점이란 결선 절체가 필요하다고 판단되는 속 도에서의 부하 최고 시점을 의미하며, 상기 2차 피크 부하 시점은 1차 피크 부하 시점 다음에 연속되는 부하 최고 시점을 의미함.Here, the first peak load time point means a load peak time at a speed determined to be required to perform a wire transfer, and the second peak load time point means a load peak time subsequent to the first peak load time point.
3상 유도 전동기로 구성되는 트레드밀의 모터 구동 방법에 있어서,In a motor driving method of a treadmill composed of a three-phase induction motor, 와이 결선 구성 및 델타 결선 구성 중 어느 하나의 제1 결선 구성으로 상기 트레드밀 모터를 구동하는 제1 단계;A first step of driving the treadmill motor in a first connection configuration of any one of a Y connection configuration and a delta connection configuration; 상기 트레드밀 모터의 속도를 검출하여, 상기 속도와 상기 제1 결선 구성의 적합 여부를 판단하는 제2 단계;Detecting a speed of the treadmill motor to determine whether the speed is suitable for the first connection configuration; 상기 트레드밀 모터의 부하를 감지하여, 상기 부하가 최저 시점인지 판단하는 제3 단계;Detecting a load of the treadmill motor and determining whether the load is a minimum time point; 상기 부하 감지 결과에 따른 부하 최저 시점에 상기 제1 결선 구성으로 공급되는 인버터의 출력을 차단하는 제4 단계; 및A fourth step of blocking an output of the inverter supplied to the first wiring configuration at the load lowest time according to the load detection result; And 상기 제1 결선 구성을 상기 와이 결선 구성 및 델타 결선 구성 중 다른 하나의 결선 구성으로 절체하는 제5 단계A fifth step of transferring the first connection configuration to the other one of the wire connection configuration and the delta connection configuration; 를 포함하고,Including, 상기 제3 단계에서 상기 부하가 최저 시점인 경우 상기 제4 단계로 진행하고, 상기 부하가 최저 시점이 아닌 경우 상기 제1 단계로 회귀하는 것을 특징으로 하는 트레드밀의 모터 구동 방법.And if the load is at the lowest point in the third step, proceeding to the fourth step; and if the load is not at the lowest point, returning to the first step. 제3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제4단계와 상기 제5단계의 사이에 상기 트레드밀 모터의 V/F 패턴을 조 정하는 단계를 더 포함하는 트레드밀의 모터 구동 방법.And adjusting the V / F pattern of the treadmill motor between the fourth step and the fifth step. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제2 단계에서,In the second step, 상기 속도와 상기 제1 결선 구성이 적합하면 상기 제1 단계로 회귀하고,Return to the first stage if the speed and the first connection configuration are suitable, 상기 속도와 상기 제1 결선 구성이 부적합하면 상기 제3 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 트레드밀의 모터 구동 방법.And if the speed and the first wiring configuration are inadequate, proceeding to the third step. 삭제delete 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 와이 결선 구성은 제1 속도 범위에서 이용되고,The wire connection configuration is used in the first speed range, 상기 델타 결선 구성은 상기 제1 속도 범위보다 높은 제2 속도 범위에서 이용되는 것을 특징으로 하는 트레드밀의 모터 구동 방법.And wherein the delta connection configuration is used in a second speed range higher than the first speed range. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 부하 최저 시점은 하기 수학식에 따른 결선 절체 시점인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 모터 구동 방법.The load minimum time point is a wiring transfer time point according to the following equation.
Figure 112007085821971-pat00003
Figure 112007085821971-pat00003
여기서, 상기 1차 피크 부하 시점이란 결선 절체가 필요하다고 판단되는 속도에서의 부하 최고 시점을 의미하며, 상기 2차 피크 부하 시점은 1차 피크 부하 시점 다음에 연속되는 부하 최고 시점을 의미함.Here, the first peak load time point means a load peak time point at a speed at which it is determined that wiring switching is necessary, and the second peak load time point means a load peak time point subsequent to the first peak load time point.
제3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제5 단계 이후에 상기 제2 결선 구성으로 공급되는 상기 인버터의 출력을 재개하는 단계를 포함하는 트레드밀의 모터 구동 방법.Resuming the output of the inverter supplied to the second wiring configuration after the fifth step.
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